한화솔루션 큐셀 부문(한화큐셀)이 건물 일체형 태양광 모듈(BIPV) 시제품 '아트선(Artsun)'을 처음 공개했다.
전 세계적으로 탄소중립 정책을 시행하면서 재생에너지와 에너지 절감 기술에 대한 관심이 높아진 가운데 경기도 일산 킨텍스에서 열린 '2022 대한민국 에너지대전' 자리에서다. 올해로 41년째를 맞는 대한민국 에너지대전은 매년 에너지 효율 향상, 신재생에너지 등 에너지 관련 최신 기술을 선보이고 있다.
한화큐셀, BIPV 첫 공개
한화솔루션 큐셀 부문(한화큐셀)은 이날 전시회에서 건물 일체형 태양광 모듈(BIPV) 시제품 '아트선(Artsun)'을 처음 공개했다. BIPV는 건물의 창문이나 외벽 자재에 태양광 모듈을 사용해 재생에너지 발전을 할 수 있는 태양광 설비다. 태양광 모듈 위에 강화유리를 부착하고 내구성을 높였다. 회사 측이 밝힌 양산 시점은 2023년 하반기다.
전시회엔 색상과 표면 재질이 다른 9종의 BIPV가 전시됐다. 안료를 유리 위에 완전히 융착시키는 세라믹 인쇄 기술이 적용돼 색깔을 입혔다. 같은 색깔이라도 유·무광으로 구별해 선택 폭을 넓혔다. 실제로 표면을 두드려보니 단단했다. 내부적으로 실제 상황보다 엄격한 내구성 테스트를 거쳐 개발됐다는 게 한화큐셀의 설명이다.
다만 발전 효율이 최대 16.5% 정도로 일반 태양광 모듈(21.5%정도)에 비해 효율이 떨어진다. 한화큐셀은 내구성을 강화하고 색깔을 입히다 보니 발전 효율이 떨어질 수밖에 없다고 설명했다.
한화큐셀은 "최근 에너지 자립률을 높이기 위한 제로에너지 빌딩 인증 의무화가 단계적으로 확대되고 있다"며 "건물 외벽에서 청정에너지를 생산할 수 있어 유휴부지가 적은 국내에서 수요가 늘 것으로 전망하고 있다"고 밝혔다.
태양광 효율을 높인 탠덤 셀 기반 모듈 시제품도 만나볼 수 있다. 탠덤 셀은 빛 흡수력이 좋은 '페로브스카이트'라는 광물을 사용한다. 이 광물은 실리콘보다 저렴하고 두께 대비 빛 흡수율이 우수하다는 장점이 있다. 탠덤 셀은 셀을 두 장으로 겹친 다음 위아래 층에서 서로 다른 영역 대의 빛을 흡수해 발전 효율을 높이는 원리다.
기존 태양광 셀은 실리콘웨이퍼 기반으로 이론상 최대 효율이 29%인데 반해 탠덤 셀은 44%까지 가능하다는 게 회사 측 설명이다. 현재 한화큐셀의 주력 제품 '큐피트 듀오 G11'의 효율은 21.5% 정도다. 탠덤 셀은 2026년 6월 양산을 목표로 현재 개발 중이다.
삼성SDI와 협력해 개발한 태양광 발전용 에너지저장시스템(ESS) '큐세이브(Q.SAVE)'와 인버터 '큐볼트(Q.VOLT)'도 공개했다. 태양광 모듈에서 생산된 전기가 인버터를 통해 변환되면 바로 옆에 설치된 ESS에 저장되는 방식이다.
한화큐셀 관계자는 "해당 제품은 국내용 제품이 아닌 가정에서 태양광 발전을 많이 하는 해외용 나온 제품"이라며 "한화큐셀 태양광 모듈에 최적화된 인버터와 삼성SDI 셀을 사용한 ESS를 같이 설치해 효율성을 높였다"고 설명했다.
삼성·LG, AI 활용한 에너지 절감 기술 선봬
삼성전자는 '스마트싱스(SmartThings)'를 활용한 에너지 절약 기술을 선보였다. 부스에 마련된 스마트폰을 통해 실시간으로 전력 사용량을 확인하고 세탁기·냉장고 등 여러 가전 기기를 제어할 수 있었다. 삼성전자 설명에 따르면 에어컨을 켜면 블라인드를 내리는 등 IoT(Internet of Things) 기술을 기반으로 전력 효율을 높인다.
AI가 사용량을 예측하고 미리 설정해둔 목표치를 초과하지 않도록 가전 기기 절전 모드를 가동하는 기능도 있다.
앞서 한화큐셀 부스에서 봤던 큐세이브와 큐볼트도 볼 수 있었다. 삼성전자는 한화큐셀과 협력해 태양광 모듈과 인버터, ESS를 스마트싱스 앱으로 관리할 수 있다.
부스에서 만난 관계자는 "태양광 발전을 통해 얻은 전력은 ESS에 저장되고 가전제품 가동에 사용된다"며 "잉여 전력은 삼성전자의 히트펌프(EHS, Eco Heating System)에서 온수난방에 사용된다"고 설명했다.
LG전자도 AI를 통해 에너지 효율을 높인 공조시스템을 소개했다. 시스템에어컨 '멀티브이 아이(MultiV i)'는 인체 감지 센서를 탑재해 사람이 없을 땐 알아서 작동을 멈춘다. AI가 한 공간에 있는 여러 대의 실내기를 각각 자동 제어해 전체 공간의 온도를 균일하게 유지시켜 주는 기능도 추가했다.
배출가스 저감장치를 부착해 대기오염물질 배출을 줄인 가스식 시스템에어컨(GHP, Gas engine driven Heat Pump)도 선보였다. 가스식 시스템에어컨은 기본요금이 없는 가스를 사용하기 때문에 냉난방이 필요 없는 기간에도 전기 기본요금을 지불해야 하는 전기식보다 경제적이다. 다만 유지·보수 측면에서 전기 엔진에 비해 비용이 많이 든다.
전기와 가스 방식 두 가지 다 사용할 수도 있다. 이날 LG전자는 가스와 전기 중 더 저렴한 연료를 선택해 사용할 수 있는 '하이브리드' 기술도 소개했다. 다만 실외기를 두 개 설치해야 한다는 번거로움이 있다. 실제로 태블릿을 통해 실외기와 실내기를 제어하고 전기와 천연가스 방식을 선택할 수 있었다.
LG전자 관계자는 "LG전자 공조시스템은 전력 사용량을 실시간으로 체크하고 통합 관리해 에너지 효율을 높일 수 있다는 점이 핵심"이라며 "아직 시스템에어컨에만 적용됐지만, 시장 반응에 따라 향후 가정용에도 탑재될 수 있다"고 설명했다.
